对冲性胫骨平台内侧后缘骨挫伤及相应膝关节内紊乱的MRI表现.doc

对冲性胫骨平台内侧后缘骨挫伤及相应膝关节内紊乱的MRI表现Kaplan PA, Gehl RH, Dussault RG, et al. Radiology. 1999;211:747-753摘要目的：确定在MRI上胫骨平台内侧后缘骨挫伤相关的关节内紊乱是否可以预测，并寻找引起这些改变的生物学机制。材料与方法：回顾性分析215例连续的MRI膝关节损伤患者，寻找存在胫骨平台内侧后缘损伤者。对存在此类挫伤的病人，记录其他损伤及关节内结构紊乱情况。尽可能复习临床记录及关节镜结果，以寻找引起损伤的机制。结果:在215膝关节MRI检查中，有25例(占12%)存在特殊的胫骨平台内侧挫伤。这25例患者均存在前交叉韧带撕裂(占100%)。96%的患者或伴有(14/25)半月板关节囊结合部损伤，或存在内侧半月板后角撕裂(10/25)。24例患者(96%)伴有外侧部挫伤。损伤的机制为Pivot,扭曲或外翻力。 结论： 累及胫骨平台后缘的骨挫裂可能由前交叉韧带撕裂后，膝关节复位时引起的对冲性损伤所引起。这些挫伤几乎均伴更广泛的半月板外周撕裂或累及内侧半月板后角的半月板关节囊结合部损伤。关键词: 膝关节,损伤, 452.40, 454.40；膝关节, 韧带,半月板及软骨 452.4852, 452.4853, 452.4857 ；膝关节,MR, 452.12141, 452.121412, 452.121413介绍膝关节外伤引起的骨挫伤很常见。它们的重要性主要在于可以引起患者痛疼症状，并可导致骨软骨缺损，从而使患者过早发生关节退行性病变。另外，骨挫伤的精确定位可以反映损伤的机制，并可以对相应的关节内结构紊乱的可预测性类型进行仔细研究（111）。 大多数骨挫伤发生在关节的外侧部，可伴发前交叉韧带(ACL)撕裂、髌骨向外移位、内侧副韧带撕裂等 （113）。膝内侧部挫裂并不常见，它们的临床意义尚不可知。 本研究的目的在于确定在MRI上胫骨平台内侧后缘骨挫伤伴发的膝关节内结构紊乱类型是否有可预测，并寻求引起这些改变的生物学机制。材料与方法由一位肌骨放射学家(P.A.K.)回顾性地分析了连续215次膝关节创伤MRI检查结果，以寻找存在胫骨平台内侧后缘骨挫伤的患者。所有MRI检查均由1.5TMR设备得完成(Siemens, Erlangen, Germany)。成像方向及脉冲序列如下：矢状位T1WI (600/20)；矢状位及轴位GRE序列(二维，快速小角度，770/18, 30)； 冠状位选择性水激励稳态双回波序列 (WE DESS, Siemens) (26.8/9)。WE DESS序列为一个重T2WI与GRE的联合序列，对液体非常敏感。最后26例患者应用冠状位短翻转时间IR序列(STIR)。STIR序列的优势在于其对比分辨率，因此可以显示液体。所有膝关节成像应为四肢线圈，4mm层厚，10%间隙，FOV为14cm，一次信号平均，矩阵为384 x 512。对于所有存在胫内平台内侧后缘骨挫裂患者的MRI表现，由三位肌骨放射学家应用已知标准进行评价，并取得一致意见 (P.A.K., R.G.D., M.W.A.)，评价内容还包括其他的骨挫伤、半月板撕裂、半月板关节囊结合部信号异常、交叉韧带及侧副韧带损伤或其他膝关节解剖结构中断等（14）。记录存在胫骨平台内侧骨挫伤患者损伤发生至MRI检查的时间间隔。由一位骨外科医师(D.R.D.)复习存在胫骨平台内侧后缘骨挫伤患者的临床资料，记录外力及受伤时膝关节的位置，以寻求损伤的机制。这些资料包括体育活动、受伤时膝关节的位置及外伤冲击膝关节的方向等。如果已行关节镜检查，对这些患者进行复习(D.R.D., P.A.K.)。结果在这215例膝关节MRI检查中，25例(12%)存在胫骨平台内侧后缘骨挫伤。包括男性20例，女性5例，年龄范围1652岁，平均28岁。所有MRI检查均在膝关节损伤后4周内进行。伴胫骨平台内侧后缘骨挫伤患者MRI表现骨挫伤25例胫骨平台骨挫伤均位于胫骨软骨下骨后缘或后唇(图1)。骨挫伤被定义为信号异常区，即邻近软组织骨皮层的T1WI表现为低信号，STIR、WE DESS或 GRE序列上呈高信号的区域。骨损伤凸面突向骨髓。在轴位像上，如果将胫骨平台看作一个钟表，对于右侧及左侧膝关节挫伤部分别位于近5点或7点处(图2a)。对于这些内侧骨挫伤，未见相应的部位出现骨软骨或嵌入性骨折。24例存在外侧部骨挫伤(图3a)，这些为累及股骨外侧髁及胫骨平台后部承重面的典型的骨挫伤，通常与前交叉韧带(ACL)撕裂有关(图3b)。无外侧部骨挫伤的患者为两例半月板桶柄样撕裂患者中一例。有一例患者放射线检查存在隐性腓骨头骨折。有5个膝关节存在股内侧髁内侧缘的软骨下骨髓挫伤，恰位于内侧副韧带的后方(图2b)，这些骨挫伤较累及股骨外侧髁的挫伤位置更靠后(图2c)。所有内侧部骨挫伤均较外侧部挫伤范围小(图2d)。 韧带及肌腱所有胫骨平台内侧骨挫伤患者均伴有ACL撕裂。在沿中断的ACL走行上存在高信号影，由出血或水肿造成，提示为急性损伤。有两个膝关节存在内侧副韧带的不完全撕裂。另两个膝关节存在髌内侧支持带后部撕裂，此韧紧邻内侧副韧带，位于其后方。在MRI上，25个膝关节中有4例半膜肌腱内存在高信号影，符不完全撕裂。半月板25例胫骨平台内侧骨挫伤患者中，有16例(64%)存在累及后角的内侧半月板撕裂；其中10例(62%)内侧半月板撕裂累及后角边缘20%处，这个部位靠近半月板附着于关节囊处(图4)。16例内侧半月板撕裂者中有2例为桶柄样撕裂，半月板组织移位至髁间切迹内。25例患者中有14例(56%)在GRE、WE DESS 或STIR像上在半月板与关节囊之间存在异常信号影，提示由半月板关节囊结合部损伤或半月板关节囊分离所致出血或水肿(图5)。半月板关节囊异常信号仅累及内侧半月板后角。对于这14例患者，有7例半月板关节囊损伤在冠状面及矢状面上均可显示，3例仅在矢状面可见，4例仅在冠状面上显示。4例半月板关节囊损伤者同时伴有内侧半月板撕裂，这些撕裂均未位于半月板边缘；5例伴外侧半月板撕裂。在25例胫骨平台内侧骨挫伤患者中9例在MRI上显示伴发外侧半月板撕裂。4例为外周性垂直撕裂；3例为复合性外侧半月板撕裂，在前角与后角之间均匀分布。临床分析除两例外其余均在体育运动时受伤，运动包括篮球(11例)、英式足球(4例)、足球(3例)、滑雪（2例）、长曲棍球（2例）及垒球（1例）。非运动受伤者包括一例行人被汽车撞击膝部外侧，另一例为滑倒被拦干撞击膝部。所有患者受伤机制均为易致ACL撕裂的不规则或外翻性外力。在受伤时膝关节均无明显弯曲。关节镜所见在25例胫骨平台内侧后唇损伤者中，有12例曾行关节镜检。3例关节镜检查在受伤后3周内进行，9例在受伤后812周进行。所有行患者镜下均可见完全性ACL撕裂。在行关节镜检的患者中，5例患者在MRI上表现为邻近半月板关节囊结合部的内侧半月板后角更边缘处存在撕裂，其中4例得到关节镜证实(80%)。12例行关节镜检的患者中，有7例在MRI上半月板关节囊结合处存在异常信号(58%)，提示挫伤或半月板关节囊分离，其中3例得到关节镜的证实（3/7,43%）。 关节镜检的其他异常发现未包括在本研究之内，因为其MRI与关节镜之间的关联已详见于文献报道，而且本研究所发现的其他异常与胫骨平台内侧挫伤无特殊关联。讨论本研究发现，在255例膝关节损伤患者中，存在胫骨平台内侧后缘小挫裂伤的25例患者均伴有前交叉韧带(ACL)撕裂，其中96%患者或有半月板关节囊结合部损伤(14例)，或存在内侧半月板后角边缘带撕裂(10例)。其他的骨挫伤也很常见，通常累及膝关节的外侧部(24/25)。但仅有5例膝关节存在累及股骨内侧髁内缘的第二处骨挫伤，恰位于内侧副韧带后方。膝关节骨挫伤常被作为检测其他相关病变的一个间接征象，其可信度呈增高趋势（1-11）。比较典型的骨挫伤为发生于胫骨平台外侧后部及位于外侧半月板前角上方的股骨外侧髁中段等处的外侧性骨挫伤，这些骨挫伤通常伴有ACL撕裂(图2)。但临床上通常并不需要根据这些继发征象，如外侧部骨挫伤来诊断ACL撕裂，而且这些征象有可能会误导诊断（15）。误诊的原因是ACL撕裂在MRI易于直接诊断，而在20岁或更年轻的患者，28%在无ACL撕裂的情况下，韧带松驰也可以引起骨挫伤15。认识外侧部骨挫伤的真正价值在于它们可能是产生痛疼的原因；如果损伤严重则可能会引起骨软骨缺损及早年发生退行性骨关节病；它们可以反映损伤的生物学机制。这种观点同样适用于膝关节其他部位或身体其他关节的骨挫伤。认识损伤的机制并对其进行分析有助于对受损关节进行更加系统性及集中性评价。骨挫伤可以揭示在外伤时损伤部位到底发生了什么，并可能对详尽认识其他可能损伤部位有帮助。骨挫伤可能较其他与之相关的异常更易识别。膝关节内侧挫伤就是如此，骨挫伤较半月板或半月板关节囊异常更易识别。我们认为胫骨平台内侧后缘骨挫伤及有时伴发的明显的股骨内侧髁挫伤很可能是由ACL断裂后胫骨复位时所产生对冲力所造成的(图6)。当有一个外翻力作用于膝关节时，典型情况下胫骨移至股骨前方，股骨相对胫骨外旋，这会产生一个作用于膝关节外侧部及ACL的力，可以导致ACL断裂。当ACL发生断裂时，胫骨平台外后部撞击股骨外侧髁关节面的中部（这是损伤的直接受力部分），导致常见膝关节外侧部骨挫伤。本文所描述的内侧部骨挫伤与外侧挫伤几乎位于同一水平，只是损伤发生在内侧。内侧骨挫伤为外侧部撞击后发生的对冲性损伤。当膝关节复位，发生代偿性内翻位时，股骨内旋，胫骨依然位于股骨前方，这样股骨与胫骨的内侧就会发生相互撞击。经膝关节外侧部首次相撞击后，力量会减弱，这就可以解释为什么内侧部挫伤较外侧部挫伤少见，而挫伤范围也较小。仅在猛烈外伤损伤后才会发生内侧部骨挫伤，这也可以解释本研究中除两患者外内侧骨挫伤均发生于进行剧烈体育运动的年轻患者。股骨内侧髁的挫伤较外侧髁挫伤更偏后，这也可以用股骨的内旋幅度要小于外旋，以及胫骨向前半脱位程度减轻等原因所致外力的减弱来解释。 对于不伴外侧部骨挫伤的膝内侧挫伤，可以用不同的损伤机制，即在损伤时外伤主要为内翻性而非外翻性来解释。这种情况见于两例半月板桶柄状撕裂患者中的一例，在这例患者可见内侧压缩性骨折，而非外侧。差不多可以肯定，累及股骨内侧髁外缘的软骨下挫伤要较本研究结果所提示的更常见。在为数不多的应用STIR序列的患者，除一例外均显示股骨内侧髁挫伤。尽管我们应用冠状位WE DESS序列显示水份变化，很明显STIR序列对显示骨髓内水份的变化更加敏感。在我们的方案中，矢状位像应用T1WI及GRE序列获得，这两个序列对显示骨髓水肿的显示均不及STIR像、WE DESS像或加脂肪抑制的TSE 序列（16）。另外，关于股骨内侧髁挫伤较胫骨内侧挫伤少见而且程度也较轻的假设是合理的。在膝关节外侧部就是如此，当发生ACL撕裂时差不多总会出胫骨挫伤，但股骨并不一定存在挫伤，推测这是因为相对股骨而言,胫骨要更加脆弱，更易于发生骨折（5）。在骨科文献中，有一篇关于膝关节内侧骨挫伤的报道（17）,在该文中作者对伴ACL撕裂的娱乐性滑雪者的膝关节进行MRI检查，以判断这种ACL撕裂发生机制是否与其他原因所致ACL撕裂形成机制有所不同。Speer等人（17）发现外侧骨挫伤的发生率较低（尤其是股骨外侧髁挫伤），还发现一些内侧骨挫伤的病例，这与非滑雪损伤所致ACL患者的骨挫伤有所不同，这涉及鞋与地面接触面的问题。作者认为这种骨挫伤的分布是由膝关节明显屈曲，导致更多后部损伤这么一种机制造成的。本研究中所描述的骨挫伤,除了外侧挫伤发生率更高以外，与Speer等人（17）所提到的情况相同。尽管在膝关节屈曲在滑雪者骨挫伤分布中可能起重要作用，但这可不大可能是引起内侧骨挫伤的唯一机制。在我们的研究中，仅两例患者滑雪时受伤，这些患者在损伤发生时均无膝部明显屈曲动作；其他23例患者膝部受损时足部均稳定地踏在地面上（在鞋地面界面处）。不幸的是，所有这些关于损伤机制的论断均建立在推测基础上，因为目前尚没有一种模型对此假设进行证实。内侧半月板后角边缘损伤及半月板关节囊结合部后内侧损伤可能由一种剪切力机制造成，因为在胫骨相对于股骨发生半脱位时拉力作用这些结构上，同时股骨还发生相对于胫骨的旋转。 也可能在骨面相互撞击时，这些组织嵌顿于其间被压碎。内侧骨挫伤较半月板关节囊损伤和/或分离及半月板边缘部撕裂更易显示。半月板关节囊分离或更边缘的半月板撕裂在MRI上表现细微，不易显示，尤其是当存在ACL撕裂时更是如此（18）。在本研究中，一旦发现存在内侧骨挫伤，即在矢状位像及冠状位像上仔细地寻找这些细微半月板关节囊病变，结果发现除一例患者外均存在这些病变。在所复习的215个膝关节MRI影像中，仅一个半月板关节囊分离患者不伴有胫骨平台内侧挫伤。这例膝关节MRI检查是在第一次损伤17月后进行的，进行检查原因是在运动中再次发生损伤。由此可以推测，在首次损伤时可能存在骨挫伤，而在行MRI检查时此骨挫伤已痊愈，而半月板关节囊损伤却没有痊愈；这例患者存在一个慢性ACL撕裂。在很多情况下，半月板关节囊损伤非常重要。半月板外周部及半月板关节囊结合部富含血管。这些部位的损伤可自愈，或经关节镜外科修复后可以得以很好的恢复 (19,20)。如果这些病变未被及时发现，患者没有有效制动，撕裂或分离可能会进一步扩大，从而导致半月板游离、飘浮，丧失功能，患者会出现关节痛、关节绞锁及关节不稳的症状和体征。必须认识到MRI上发现的这些异常改变，在关节镜检时并不一定总能够显示出来。这是因为这些病变或已经痊愈，或非常靠近边缘，在关节镜检时通常很难以显示 (2123)。 我们特别指出GRE、WE DESS或STIR序列上内侧半月板后角与关节囊之间的异常高信号，或者代表半月板关节囊损伤，或者代表半月板关节囊分离，因为这些区域的损伤在关节镜检时不能得到证实。这些异常信号影可能仅提示这一区域的挫伤，存在出血或水肿，而非半月板关节囊分离。应用这些异常信号提示半月板关节囊结合部挫伤或分离的提法可能最准确。在12例行关节镜检查的胫骨内侧挫伤的患者中，5例MRI上显示的半月板周边部撕裂，有4例在关节镜检时得到证实(80%)；7例MRI上显示的半月板关节囊损伤，有3例得到关节镜证实(43%)。还有更多的在MRI所显示的病变在关节镜时未能得以证实，但这并不能说明这些病变就肯定不存在。这不仅因为关节镜难以识别这些部位病变，还因为大多数患者（9/12）直到受伤23月后才进行关节镜检查，经过这段时间这个血管化区域的损伤可能已经痊愈。在受伤后8周，一次关节镜报告提示发现了一个部分痊愈的半月板关节囊分离病变。 40%70%的急性ACL患者存在半月板撕裂(14)。本文25例胫平台内侧挫伤患者中，16例(64%)存在内侧半月板后角撕裂，10个膝关节(40%,10/25)损伤累及后角周边20%。另外，有14例患者(56%,14/25)存在半月板关节囊结合部损伤。Yao和Lee(24)曾报道了两例胫骨平台内侧后内角骨折患者。这两例患者均存在相应的ACL撕裂。这些骨折为真正的线样骨折，作者认为是由半膜肌键附着处撕脱性损伤所造成的。在本研究中，25例胫骨平台内侧挫伤的患者中，有4例在半膜肌腱附着处出现高信号影。我们认为这些病例与Yao和Lee(24)所报道的病例不同，因为在我们的病例中胫骨内未见线样骨折或游离性骨碎片；它们均为软骨下骨的异常信号区。毫无疑问，肯定存在一个与损伤程度有关的病变谱。 总之，我们认为累及胫骨平台后缘，有时累及股骨内侧髁的内侧部骨挫伤为ACL撕裂后对冲性撞击的结果。这些骨挫伤几乎总是伴发累及内侧半月板后角的半月板周边部撕裂、半月板关节囊挫伤或半月板关节囊分离。总体而言，这些半月板或半月板关节囊损伤不如骨挫伤明显，当存在骨挫伤时应仔细寻找这些病变。缩写：ACL = anterior cruciate ligament 前交叉韧带WE DESS = water excitation double-echo steady state水激励稳态双回波序列图示说明图1.双侧膝关节矢状位T1WI像(600/20)显示典型的胫骨平台后缘不同形态的：(a) 小的骨挫伤(箭)；(b) 大的骨挫伤(箭)。图.(a-c)冠状位快速STIR像(5,500/29/150)及(d)轴位GRE像(770/18, 翻转角30)显示典型的骨挫伤部位。(a)